柴油机排放对人类健康的影响在全世界范围内得到重视,为此各国制定了严格的排放法规,研究机构和柴油机生产商也都在不断研究和开发控制柴油机排放的新技术。生物柴油是以生物质为原料生产的可再生能源,是目前较有前途的代用燃料,对环境保护和国民经济的发展具有重大意义。 本文研究了生物柴油的制备方法,物理化学性质及其对燃烧和排放的影响,在YZ4102QF直喷式柴油机上,分别以柴油和生物柴油作为燃料进行了排放试验。测量了两种燃油十三工况下的CO、HC、NOx和烟度,计算出其比排放量,并研究了其负荷特性以及供油提前角调整特性,最后将生物柴油和柴油以不同的掺烧比进行掺烧。试验结果表明:生物柴油具有与柴油相同的动力性,油耗比柴油高10%左右,生物柴油在大多数工况下的CO、HC和烟度排放明显降低,但NOx排放稍有增加,柴油机在燃用生物柴油时,其CO、HC和PM的十三工况加权比排放分别比柴油低34.6%、40.2%和28.9%,而NOx的十三工况加权比排放比柴油高6.63%,NOx排放受柴油机的负荷和供油提前角的影响较大,调整这两项参数是改善NOx排放的有效措施。随着生物柴油掺烧比的变化,各种污染物的排放量呈近似线性变化。 为了更进一步研究生物柴油的排放特性,编写了碳烟排放模拟程序,重点考虑了燃油中的氧对碳烟排放的影响,以实测示功图作为原始输入数据,研究了缸内碳烟生成历程,将十三工况的模拟计算值与从原机烟度试验实测值转化得到的碳烟排放量进行比较表明:模拟计算结果和试验结果基本吻合。